水中超音波距離計モジュール。 パート2

最初の部分では、水中距離計モジュールのテストバージョンの開発プロセスについて説明しました。 最初の記事で提案された変更を実装したため、モジュールの2番目のバージョンに関する情報を共有する時が来ました。



変更＃1：一時的な自動ゲイン制御（GAM）。

モジュールの最初のバージョンをテストする過程で、エミッターの近くにある障害物からの反射信号のロールオフの問題が明確に概説されました。 以前の投稿の一部のコメンテーターは、VARUを推奨しました。 はい、VARUの使用は非常に適切でした。 現在、プローブパルスを送信した後の最初の瞬間に、ゲインを最小化し、時間とともに増加させることができます。



VARUの実装をスキーム1に示します。



マイクロコントローラのDACは、トランジスタQ4のゲートに印加される電圧を生成します。

適用されたトランジスタの場合、ゲートの電圧に応じて、導入された減衰の特性が実験的に得られます。 この特性とユーザー指定の環境パラメーターに基づいて、値の表が計算され、DMAを介してマイクロコントローラーのDACに送信されます。



実際、線形モードで動作するトランジスタは、アンプの最初の段の出力からグランドへの有用な信号を部分的に閉じ、それによりアンプの次の段に行く信号の振幅を調整します。







変更＃2：出力段に電力を供給するブーストコンバーター。

スキーム番号2。 ここではすべてが簡単です。 ブーストコンバーターを使用すると、エミッターを少し大きくすることができます。 出力段の供給電圧を5〜16ボルトに調整できます。 長距離測定に役立つもの。



変更番号3：MEMSジャイロスコープ/加速度計。

スキーム番号3。 ICM20602チップを内蔵。 これにより、レイパス上のオブジェクトからの反射レベルに関する情報だけでなく、モジュールがこの瞬間を見ている方向（角度）も取得できます。 モジュールの最も単純なスキャン（モジュールを手でひねる）を行った後、LIDARによる画像形成の原理に従って、スキャンオブジェクトのリアルな画像を取得できます。



変更には、安価ではあるが悪くはない増幅器MCP669-E / MLの使用も含める必要があります。 ゲートドライバーは、利用可能なTPS51604DSGRの中で最も安いものも選択しました。

プリント回路基板の形状は、金属ケース内のより合理的な配置のために丸くされています。



コピーからコピーへの特性のコンパクトさと一定性のために、トランスは平面技術に従って製造されています。



鉄の準備ができています。 次は？ プログラマーの最高の時間が来ています！



基本的な低レベル機能は既に作業（ドライバー管理、ADC、DACなどでの作業）でテストされていますが、ホストとの便利な相互作用を実装し、すべてのモジュールの機能にアクセスできるAPIを作成して詳細に記述する必要があります。 これらの目的のために物理インターフェイスとしてUARTを選択したことを思い出させてください。 そして、ここで、現時点でやめる価値のあるプロトコルの種類（テキストまたはバイナリ）に関してチームで意見の相違が生じたことに言及する価値があります。 一方では、バイナリプロトコルは、ホスト側での速度、処理の容易さです。 一方、テキストプロトコルを使用すると、データの交換（ハイパーターミナルでも）の分析が容易になり、モジュールの意味のあるコマンド/応答を使用できます。 次に、Puttyターミナルでテキストコマンドを使用したモジュールとの対話の小さな例を示します。







Tabキーを押すと、すべてのコマンドのリストが表示されます。



YPRコマンドの使用例を示します。このコマンドは、3つの軸（オイラー角）に沿ったモジュール方向の現在の値を返します。



CHARTコマンドは、プローブパルスのパスにあるオブジェクトからの反射信号の値を返します。 測定の解像度（これまではセンチメートル）と測定数を設定できます。



もちろん、理想的なケースは、テキストとバイナリの両方の両方のプロトコルオプションのサポートです。 しかし、残念ながら、時間は限られているため、ユーザーにとってより受け入れやすいオプションを目指して、すぐに努力したいと考えています。 したがって、控えめな要求：投票オプションをマークすると、より便利になります。



次の記事では、モジュールの機能全体を使用して、水中のオブジェクトをスキャンし、これらのオブジェクトの輪郭を含む画像を取得します。